La robotica di assistenza

La robotica di assistenza copre i servizi di assistenza professionale45_{. Nonostan-}

te la tendenza crescente sia quella di fornire assistenza ai pazienti in ambiente domestico, il più a lungo possibile, la maggior parte di queste attività avviene in istituti di cura come ad esempio ospedali e case di riposo. In questa sezione ci occuperemo principalmente della robotica di assistenza rivolta ai cd. caregiver professionali, all’interno di ambienti istituzionali46_{. Le attività svolte da questi}

soggetti comprendono, per esempio, il trasferimento e il sollevamento dei pa- zienti, i processi logistici, l’assistenza nello svolgimento di attività quotidiane come l’igiene, l’alimentazione e il monitoraggio dei pazienti.

Possiamo distinguere quattro sotto-aree principali. (I) Sistemi di ausilio ad attività di natura logistica

Un’ampia parte delle attività di assistenza professionale è di natura logi- stica. Esse comprendono, per esempio, attività di cura personale, forni- tura di farmaci e cibo ai pazienti. Lo sviluppo di sistemi intelligenti ha permesso di automatizzare attività tradizionalmente svolte manualmen- te, migliorando la sicurezza e l’affidabilità e riducendo il costo del lavo- ro. Si tratta principalmente di robot che svolgono attività di: (a) pulizia in ambiente ospedaliero 47_{; (b) distribuzione automatica dei farmaci} 48_;

(c) distribuzione automatizzata dei pasti; (d) gestione automatizzata di magazzini.

Di seguito sono riportati alcuni esempi:

• Care-O-bot: sviluppato dal Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation, è un robot capace di assistere attiva- mente lo svolgimento di attività quotidiane in ambiente ospedaliero

45_{I servizi di assistenza professionale sono un importante istituzione sociale. Nei paesi del Nord}

Europa, come i Paesi Bassi, la Svezia e il Regno Unito, la forza lavoro impiegata in quest’area è pari al 8-10% di tutti i lavoratori. Gli esperti stimano che circa il 70% delle persone di età supe- riore ai 70 anni non sono in grado di effettuare almeno una o due attività di routine quotidiane senza supporto (Eurofound, 2006).In Europa, secondo gli ultimi dati disponibili, il numero di ro- bot impiegati nel sostegno dei servizi di assistenza professionale è aumentato nell’arco di tre anni, dal 2002 al 2005, da 12.400 a 25.500 (European Robotics Research Network (EURON), Technology Roadmap). Veruggio, G. «The EURON Roboethics Roadmap.» In: Humanoids. Citeseer. 2006, pp. 612–617

46_{Della robotica di assistenza individuale, finalizzata all’autonomia e all’indipendenza degli}

individui, ci siamo occupati nella sezione precedente.

47_{Alcuni esempi sono i robot per la pulizia delle sale operatorie o delle stanze dei pazienti.} 48_{Tali sistemi tengono traccia dei farmaci, li distribuiscono ai pazienti, monitorandone la}

e domestico, ma anche ad esempio all’interno di strutture turistiche recettive49_{. (Disponibile in commercio)}

• TUG: è un sistema, sviluppato dalla Aethon, che si occupano di tra- sporto di materiali come, ad esempio, cibo, farmaci, biancheria e im- mondizia50_{. (Disponibile in commercio)}

Generalmente, i sistemi utilizzati in questa sotto-area si basano su tecno- logie sviluppate e utilizzate anche in ambiti diversi da quello sanitario. (II) Sistemi di monitoraggio dei pazienti

Una delle attività infermieristiche più comuni consiste nel monitorare i pazienti e assistere i medici nei loro incontri quotidiani con i pazienti stes- si. Le tecnologie sviluppate in questo ambito supportano gli infermieri, in ambiente ospedaliero, case di cura e riposo, ad esempio, nel monitorare a distanza i pazienti. Possono essere utilizzati anche fungendo da mez- zo, per i pazienti, per consultare medici, infermieri e personale sanitario, senza che essi siano fisicamente presenti nello stesso luogo. Si tratta princi- palmente di sistemi che svolgono attività di: (a) monitoraggio dei pazienti; (b) ausilio per il consulto virtuale di personale medico.

I primi possono essere molto semplici o particolarmente sofisticati. Fanno parte dei primi i sistemi che monitorano i segni vitali del paziente, come ad esempio l’assenza di movimento e altri segnali facilmente rilevabili, e li trasmettono al personale medico. Si tratta di tecnologie che possono essere utilizzate sia in ambiente professionale che domestico. I sistemi più avanzati sono, invece, in grado di eseguire in remoto analisi sofisticate delle condizioni del paziente e trasmetterle al medico.

Il secondo tipo di sistemi consentono al paziente di consultare a distanza il medico, fisicamente non presente nello stesso luogo in cui si trova il paziente, ad esempio tramite connessione audio-video.

Di seguito sono riportati alcuni esempi.

49_{Nel 2015, la quarta generazione Care-O-bot ha ricevuto ilRed Dot Award: Product Design. Per}

approfondimenti sull’uso di Care-O-bot in ambito sanitario, si leggano ad esempio: Schaeffer, C. e May, T. «Care-o-bot-a system for assisting elderly or disabled persons in home environments». In: Assistive technology on the threshold of the new millenium (1999); Nejat, G., Sun, Y. e Nies, M. «Assistive robots in health care settings». In: Home health care management and practice 21.3 (2009), pp. 177–187

50_{Per approfondimenti, si veda Niechwiadowicz, K. e Khan, Z. «Robot based logistics system}

for hospitals-survey». In: IDT Workshop on Interesting Results in Computer Science and Engineering. Citeseer. 2008; Bloss, R. «Mobile hospital robots cure numerous logistic needs». In: Industrial Robot: An International Journal 38.6 (2011), pp. 567–571

• RP7: prodotto dalla InTouch Health è un sistema di cd. presenza remota; permette al medico seduto di fronte all’unità di controllo To- talView di connettersi tramite internet ad un Robot e interagire con pazienti, familiari, personale medico, dovunque si trovi. Permette di aumentare le possibilità di cura e gestione del paziente. L’utiliz- zo di connessioni wireless all’interno dell’ospedale permette a RP-7 di muoversi liberamente in ogni reparto con l’aiuto di alcuni sensori; l’utilizzo di telecamere ad alta risoluzione garantisce immagini mol- to nitide e ingrandite del paziente; webcam posizionate sulle unità di controllo permettono al malato di vedere il medico durante le vi- site mentre sistemi di microfoni e amplificatori rendono possibile il dialogo diretto.51_{. (Disponibile in commercio)}

• Mir-H: sviluppato dalla MOST I TECH, consente la comunicazione a distanza tra medico e paziente, in ambiente domestico. (Disponibile in commercio).

(III) Sistemi di ausilio per attività di assistenza fisica

Prendersi cura dei pazienti comprende ad esempio attività di pulizia e igiene dei pazienti e degli ambienti. Spesso questo tipo di attività richiede il sollevamento di pesi o l’esercizio di una notevole forza fisica. Per al- leviare lo sforzo fisico del personale infermieristico e prevenire infortuni connessi al lavoro, posso essere utilizzate tecnologie in grado di coadiu- vare il personale o addirittura sostituire gli infermieri nello svolgimento di compiti specifici. Questo tipo di sistemi deve essere in grado di rela- zionarsi e gestire con la massima cura i pazienti. Si possono distinguere (a) sistemi di supporto e assistenza al personale infermieristico per il sol- levamento dei pazienti; (b) sistemi autonomi disollevamento dei pazienti

52_.

Di seguito sono riportati alcuni esempi.

• RI-Man: sviluppato dalla RIKEN, è un robot interattivo, umanoide; è dotato di morbidi sensori tattili areali che misurano la grandezza e

51_{Per approfondimenti si leggano Agarwal, R. et al. «The RoboConsultant: telementoring and}

remote presence in the operating room during minimally invasive urologic surgeries using a no- vel mobile robotic interface». In: Urology 70.5 (2007), pp. 970–974; Marttos, A. et al. «Usability of telepresence in a level 1 trauma center». In: Telemedicine and e-Health 19.4 (2013), pp. 248–251

52_{Questi sistemi sono considerati socialmente meno accettabili, a causa dei problemi di}

la posizione della forza di contatto, consentendogli di interagire fisi- camente e in sicurezza con gli esseri umani. È in grado di elaborare informazioni audio, video, e olfattive53_.

• ETL-Humanoid: sviluppato dall’Università di Tokyo, è un robot uma- noide interattivo, molto versatile e capace di svolgere molteplici atti- vità di assistenza.54_.

• C-PAM: sviluppato dalla Daihen Co. Ltd., è un sistema molto sem- plice ed efficace per spostare un paziente da un letto all’altro55_.

L’introduzione di questi sistemi nel sistema sanitario è una grande sfi- da. L’accettazione sociale da parte di operatori e pazienti sembra essere migliore nei paesi asiatici e ancora piuttosto bassa in Europa.

(IV) Sistemi di ausilio ad attività paramediche

Il lavoro degli operatori sanitari prevede lo svolgimento di un numero elevato di attività ricorrenti e ripetitive, come ad esempio l’analisi di cam- pioni corporei, la misurazione della pressione sanguinea e la medicazione di ferite, che tuttavia richiedono grande attenzione a causa dei potenziali rischi per la salute dei pazienti e degli standard di qualità richiesti.

Un esempio è:

• PERROB: sviluppato dalla Vision Dynamics, è in grado di medicare e applicare bendaggi.

La figura 2.1 fornisce una mappa concettuale sintetica delle aree e sotto-aree della robotica e dei sistemi di automazione nell’e-health, così come sono state presentate.

Dall’esame delle tecnologie, in uso o di prossima introduzione, nel settore sanitario è emersa la difficoltà di ricomprenderle tutte all’interno di un’unica ca- tegoria concettuale, capace di definirne le caratteristiche in modo univoco. Esse

53 _{Per approfondimenti si veda Onishi, M. et al. «Generation of human care behaviors by}

human-interactive robot RI-MAN». in: Robotics and Automation, 2007 IEEE International Conference on. IEEE. 2007, pp. 3128–3129; Mukai, T. et al. «Development of the tactile sensor system of a human-interactive robot RI-MAN». in: IEEE Transactions on Robotics 24.2 (2008), pp. 505–512

54_{Per un approfondimento sulle caratteristiche e sulle abilità del robot si legga Nagakubo, A.,}

Kuniyoshi, Y. e Cheng, G. «Etl-humanoid-a high-performance full body humanoid system for versatile actions». In: Intelligent Robots and Systems, 2001. Proceedings. 2001 IEEE/RSJ International Conference on. Vol. 2. IEEE. 2001, pp. 1087–1092; Nagakubo, A., Kuniyoshi, Y. e Cheng, G. «The ETL-Humanoid system—a high-performance full-body humanoid system for versatile real-world interaction». In: Advanced robotics 17.2 (2003), pp. 149–164

55_{Si veda Wang, H. e Kasagami, F. «A patient transfer apparatus between bed and stretcher».}

e-Health Robotica di assistenza Sistemi di ausilio alla logistica TUG CARE- o-BOT Sistemi di monitoraggio dei pazienti RP7 MIR-H Sistemi di assistenza fisica RI-MAN

C-PAM HUMANOIDETL- Sistemi di ausilio ad attività paramediche PERROB Robotica riabilitativa e protesica Sistema per la coordinazione motoria EC- GENTLE/SLOCOMAT MIME Sistema di terapia assistita per l’alle- namento fisico BERKEL BIKE RUTGERS ANKLE Sistema di ausilio alla mobilità iBOT C-LEG KNEE JOINT HAL5 HYBRID ASSI- STIVE LIMB MC KIBBEN MUSCLE Sistema per terapie mentali, cognitive e sociali Leonardo PLAY ROB PARO Robotica Clinica Sistemi esperti e sistemi A.I. per la diagnosi WATSON DNTAO ESMIS DNSEV MYCIN Sistemi intra corporei e smart medical capsules PillCam COLON Micro- Capsules Adhesives Sistemi di Telediagnostica e Monitoraggio OTELO Robot- Based Tele- Echography II IWARD

FIGURA 2.1: Mappa delle aree e dei sistemi di automazione

hanno proprietà estremamente eterogenee e differenti tra loro, pur essendo acco- munate da un elevato grado di automazione. Alcune di esse possono certamente essere ricomprese nella nozione di robot, inteso come sistema dotato di alcune funzioni essenziali, quali la capacità di agire su stimoli ambientali in combina- zione con rilevamento e ragionamento logico, la cui funzione principale risiede nell’automazione del lavoro fisico, come per esempio i robot chirurgici. Tuttavia restano fuori da tale definizione tutti i sistemi privi di caratteristiche meccatro- niche, come per esempio sistemi esperti e altri sistemi d’intelligenza artificiale. Inoltre, la maggior parte dei sistemi d’intelligenza artificiale è in grado di opera- re autonomamente senza l’ausilio di esseri umani, nello svolgimento dei propri compiti, per esempio Watson, mentre la maggior parte dei sistemi robotici in area sanitaria, per esempio il Da Vinci, hanno bisogno di un operatore umano per poter espletare tali compiti. Alcune tecnologie si caratterizzano principal- mente come strumenti di ausilio per l’operatore umano, altri, pur mantenen- do tale caratteristica, si atteggiano come agenti che operano autonomamente all’interno di un ambiente predeterminato.

Tali proprietà non possono che riflettersi sia sui livelli di automazione dei singoli sistemi, sia sui profili di responsabilità che derivano dal loro impiego. Tali aspetti saranno approfonditi nei capitoli successivi trattando il tema della responsabilità.